不同于老蒋以及何应钦之流的忐忑不安，作为第九战区司令长官兼长沙卫戍司令的薛岳上将却对这次长沙会战充满了必胜的信念。
现年46岁的薛岳正值壮年，他有着陈诚、何应钦等人所不具备的雄心壮志。日本人打长沙那是势在必行，鉴于长沙的极端重要性，薛岳早就判断出日军必将进攻，为此确定了守卫湘北赣北的基本方针。
薛岳这个第九战区司令长官深的老蒋的信任，他不断地上书老蒋要求对湖南地区增兵，同时向第战区下属的各部队下达作战指示。
在日军进攻长沙之前，薛岳已经完成了相应的部署，并且还制定了反击计划。另外薛岳心中还有一个筹码，那就是他在总结前两次会战经验教训的基础上，提出了一套利用湘北复杂地形，与日军决战的新战术，即为“天炉战法”。
薛岳深知长沙地区的地势不利防御作战，北部平坦无险可守。所以，他总结了抗战以来会战失败的经验教训，改变以前层层设防，逐次防线地与日军进行阵地防御战的呆板挨打战术，转为只以部分部队坚守正面既设阵地，逐次予敌消耗，主动转移至敌之侧翼，继之以伏击、侧击、尾击等各种手段逐次消耗敌兵力，待敌进人预定决战区域，集中使用绝对优势兵力，将敌一举围歼。
同时，薛岳认真吸取南昌会战教训，特别注意破坏一切可资日军利用括铁路、公路甚至乡间小路，使日军机械化部队和重炮兵行动困难。另外在会战中，薛岳鉴于长沙的极端重要性，进行了广泛的战役动员。
在薛岳所部的顽强打击下，日军的进攻所取得的效果并不尽如人意。是役，日军中国派遣军司令部集中10万兵力劳师南征，不但未能达到歼灭第9战区主力的作战目的，相反，各路均遭到有力的阻击、侧击，部分日军陷于包围，损失惨重。整个战役共歼灭日军5万多人，一时间日军在中国战场上接连遭受重大损失，嚣张的气焰被一挫再挫。